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Experiments on the martensitic transformation in single crystals of indium-thallium alloys

1954; University of Toronto Press; Volume: 2; Issue: 1 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(54)90104-2

1878-0768

Z. S. Basinski, J. W. Christian,

High Entropy Alloys Studies

The transformation from the face-centred cubic phase to the face-centred tetragonal phase has been studied in alloys containing ~18.5% thallium, using ciné-photography and X-ray methods. After suitable annealing, single crystals transformed by the migration of either a single or a double interface from one end of the specimen to the other. In single-interface transformations, a twinned tetragonal structure is produced in accordance with the previously postulated double shear mechanism. The twins are visible under the microscope, except in an accommodation region immediately behind the interface. There are no long-range stresses, provided the twins have mean thickness ratio 2: 1. Two types of double interface ("X" and "λ" interfaces) have been observed to lead to a tetragonal single crystal. Each region of the crystal is first transformed to twinned tetragonal, and then untwinned again; accumulating strains are again avoided. There is also a type of double interface which leads to twinned tetragonal crystals. The kinetics of the transformation are similar to those of gold-cadmium alloys. Thermal stabilisation by a diffusion-controlled relaxation process occurs readily, and interfaces were often halted permanently in this way. Applied stresses were able to reverse the direction of interface motion during transformation. The results may be related to the more complex structures found in polycrystalline alloys. A group of main bands grows progressively from one end, but new bands are formed ahead of the set, and grow backwards to meet the advancing group. The atomic processes occurring during transformation are discussed in terms of current theories. La transformation de la phase cubique à faces centrées en la phase tétragonale à faces centrées a été étudiée dans des alliages contenant ~18,5% de thallium, au moyen de méthodes cinématographiques et aux rayons X. Après un recuit convenable, des monocristaux se transformaient par la migration d'une interface simple ou double, d'une extrémité de l'échantillon à l'autre. Dans les transformations à interface simple, il y a formation d'une structure tétragonale, maclée, en accord avec le mécanisme de double cisaillement proposé antérieurement. Les macles sont visibles au microscope, sauf dans une région d'adaptation immédiatement derrière l'interface. Il n'y a pas de tensions à grande distance, pour autant que le rapport d'épaisseur moyenne des macles soit 2:1. On a observé deux types d'interfaces doubles (interfaces "X" et "Y") donnant lieu à un monocristal à réseau tetragonal. Chaque région du cristal est d'abord transformée en tétragonale, maclée, ensuite démaclée; l'accumulation des déformations est ainsi évitée. II existe aussi un type d'interface double qui donne lieu à des cristaux à structure tétragonale, maclée. La cinétique de la transformation est semblable à celle des alliages or- cadmium. Une stabilisation thermique due à un processus de relaxation contrôlé par la diffusion, est presque instantané; certaines interfaces furent, de ce fait, arrêtées d'une façon permanente. Il y a moyen de renverser le sens du mouvement de l'interface par l'application d'une tension extérieure. Ces résultats peuvent être appliqués aux structures plus complexes qu'on trouve dans les alliages polycristallins. Un groupe de bandes principales croît progressivement à partir d'une extrémité, mais en même temps d'autres bandes se forment en avant du groupe principal et croissent en sens inverse, pour finalement rencontrer les bandes principales. Les processus atomiques qui ont lieu pendant la transformation sont discutés en termes des théories courantes. Die Umwandlung der kubisch-flächenzentrierten in die tetragonal-flächenzentrierte Form wurde an Thallium-Indium Legierungen mit etwa 18, 5% Thallium röntgenographisch und mit Hilfe von Kinephotographie untersucht. Nach hinreichender Glühung wandeln sich die Einkristalle durch Wanderung einer einzigen oder einer doppelten Grenzfläche von einem Ende der Probe zum anderen um. Bei Umwandlungen mit einer einzigen Grenzfläche entsteht eine tétragonale Zwillingsstruktur, wie es auf Grund des früher vorgeschlagenen doppelten Scherungsmechanismus zu erwarten ist. Die Zwillingskristalle sind unter dem Mikroskop sichtbar, mit Ausnahme einer Überganǵszone unmittelbar hinter der Grenzfläche. Wenn die Zwillingskristalle ein mittleres Dickenverhältnis von 2:1 haben, liegen keine weitreichenden inneren Spannungen vor. Es wurde beobachtet, dass zwei verschiedene Arten von doppelten Grenzflächen ("X" und "λ" Grenzflächen) zur Bildung eines tetragonalen Einkristalles führen. Jede Kristallhälfte wandelt sich im ersten Stadium in eine verzwillingte tétragonale Struktur um, im darauffolgenden zweiten Stadium wird die Zwillingsbildung rückgängig gemacht. Grosse innere Spannungen werden wiederum vermieden. Es wurde ausserdem eine Art der doppelten Grenzfläche gefunden, die zu verzwillingten tetragonalen Kristallen führt. Die Umwandlungskinetik entspricht der der Gold-Kadmium Legierungen. Thermische Stabilisierung mit Hilfe eines diffusionsbestimmten Relaxionsvorgangs tritt leicht auf, und Grenzflächen werden oft auf diese Weise permanent festgehalten. Äussere Spannungen konnten während der Umwandlung die Richtung der Grenzflächenwanderung unkehren. Die hier angegebenen Resultate können auf die komplizierteren Strukturen polykristalliner Legierungen angewandt werden. Dort wächst eine Gruppe von Bändern von einem Ende aus, während sich neue Bänder vor der Gruppe formen und ihr rückwärts entgegen wachsen. Die atomaren Vorgänge während der Umwandlung werden im Licht der gegenwärtigen Theorien diskutiert.